一种阀门开度-流阻系数函数数据库的构建与调用方法与流程

本发明涉及船舶管道流量调控，具体的，涉及一种阀门开度-流阻系数函数数据库的构建与调用方法。

背景技术：

1、船舶管网作为船舶装置的重要组成部分，为船舶装装置提供所需的水、油、汽等介质，承担着船舶系统之间介质流量与能量交换的作用，是连接船舶系统各个动力设备的桥梁和纽带。在船舶管网系统中，管路数量大，种类多，布置方式复杂，而船舶管路系统流量分配过程，可以看作是阀门开度的调节过程，调节管路阀门开度，会使得管网管路流量发生变化，而这种变化是非线性的，与船舶管路结构尺寸、阀门开度和管内流体流动状态等多种因素紧密相关，对于管网仿真计算的准确性而言，精确的阀门流阻数据是十分重要的。

2、随着造船技术的进步以及船舶的大型化趋势，现代船舶系统更加精密和复杂，管网系统计算仿真也向自动化、复杂化和精确化发展，近年来在船舶和相关行业对于流体管网仿真计算也呈现精确化发展趋势，如专利cn1293332a的发明专利中，建立了管路数据库、管接头数据库和阀门数据库，在这些数据库中存储相应的数据，结合运行计算公式可计算出管路各部分的流量与压力。

3、船舶管网系统日益精密和复杂，导致了管网系统设计和调试难度的增加，特别是在管路流量调试过程中，阀门开度的调整是牵一发而动全身的，阀门流阻系数会受到阀门开度、阀门尺寸结构和管内流动状态等因素影响，这提升了管网系统流量调节的难度。特别是在船舶运行中，在管路实际装配和使用过程中，阀门通常是常开或常闭的，只有在管路流量分配调试过程中会调整阀门的开度，而在实际装配时为了还原调试时的管内流量，会增设节流孔板，但是因为一定的阀门开度和流体雷诺数对应的阀门流阻系数是未知的，导致节流孔板加工的不确定性会增加，造成成本的浪费。

4、当前公开专利中的管网流量仿真计算中，阀门在管段中常以全开或全闭状态归于管段沿程阻力运算中。然而阀门的阻力系数会受到阀门种类、内部结构、公称通径、开度值和管内流动状态等因素的影响而产生变化。上述专利虽然建立了阀门数据库，但只将阀门阻力系数定义为固定值，不考虑阀门开度值变化对阻力系数和流量状态产生的影响，这样无法满足船舶系统在设计阶段和建造阶段的精度需求。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种阀门开度-流阻系数函数数据库的构建和调用方法，在构建数据库的过程中，充分考虑阀门是否具有开度指示、阀门用途、阀门内部结构、阀门公称通径、流体的流动状态多个参数对阀门开度-流阻系数函数的影响，结合船舶管网仿真计算与实际建造时的流量分配调试需求，使得造船过程从原理设计阶段到实际生产调试阶段都有准确的流阻数据支撑，降低错误发生概率，减少资源浪费。另外，本发明提供的基于上述数据库的调用方法，能够通过已知的阀门参数和流动参数，准确、快速地获得相应的阀门开度-流阻系数函数，从而得到确定流阻系数下的准确的阀门开度值，为船舶生产建造提供更精准、便捷的数据支持，降低现场调试人员的工作难度，节约生产时间。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种阀门开度-流阻系数函数数据库的构建方法，包括如下步骤：

3、s1：构建第一级数据库，在所述第一级数据库中，将船舶阀门分为第一类阀门和第二类阀门，其中，所述第一类阀门没有开度指示，所述第二类阀门具有开度指示；

4、s2：在所述第一级数据库下构建第二级数据库，在所述第二级数据库中，所述第一类阀门、所述第二类阀门按照阀门用途不同被分类，且所述第一类阀门进一步地按照阀门内部结构不同被分类；

5、s3：在所述第二级数据库下构建第三级数据库，在所述第三级数据库中，内部结构不同的各个种类的所述第一类阀门按照公称通径不同被分类，用途不同的各个种类的所述第二类阀门按照公称通径不同被分类；

6、s4：在所述第三级数据库下构建第四级数据库，在所述第四级数据库中，公称通径不同的所述第一类阀门、所述第二类阀门按照流体的流动状态不同被分类；

7、s5：在所述第四级数据库下构建第五级数据库，在所述第五级数据库中，不同的流体的流动状态对应不同的阀门开度-流阻系数函数，完成阀门开度-流阻系数函数数据库的构建。

8、可选的，步骤s2中，按照阀门用途不同，所述第一类阀门被分为截止阀和止回阀，所述第二类阀门为蝶阀。

9、可选的，步骤s2中，按照阀门内部结构不同，所述截止阀分为直通型阀门和直角型阀门，所述止回阀分为直通型阀门和直角型阀门。

10、可选的，步骤s3中，公称通径包括dn15、dn20、dn25、dn32、dn40、dn50、dn65、dn80、dn100、dn125、dn150、dn175、dn200、dn250。

11、可选的，步骤s4中，用雷诺数判断流体的流动状态。

12、可选的，所述雷诺数根据流动参数计算得到，所述流动参数包括流体的压力降、流量、密度和粘度。

13、本发明还提供一种阀门开度-流阻系数函数数据库的调用方法，包括如下步骤：

14、s1：提供一阀门开度-流阻系数函数数据库，所述数据库为上述任一项所述的阀门开度-流阻系数函数数据库；

15、s2：确定输入参数，所述输入参数包括阀门参数和所述流动参数，其中，所述阀门参数包括阀门是否具有开度指示、阀门用途、阀门内部结构和阀门公称通径；

16、s3：在所述阀门开度-流阻系数函数数据库中，根据所述输入参数获取相应的阀门开度-流阻系数函数；

17、s4：将所需的流阻系数代入步骤s3中的阀门开度-流阻系数函数中，获得阀门开度值；

18、s5：判断所述阀门开度值是否合理，若合理，则输出阀门开度值；若不合理，则调整步骤s2中的所述输入参数后，重复步骤s2～s4，重新计算阀门开度值，直至计算出的阀门开度值合理后输出。

19、可选的，步骤s5中，合理的阀门开度值介于0％～100％。

20、本发明提供的阀门开度-流阻系数函数数据库的构建与调用方法，至少具有以下有益效果：

21、本发明提供的阀门开度-流阻系数函数数据库的构建方法，充分考虑阀门是否具有开度指示、阀门用途、阀门内部结构、阀门公称通径、流体的流动状态多个参数对阀门开度-流阻系数函数的影响，结合船舶管网仿真计算与实际建造时的流量分配调试需求，使得造船过程从原理设计阶段到实际生产调试阶段都有准确的流阻数据支撑，降低错误发生概率，减少资源浪费。另外，本发明提供的基于上述数据库的调用方法，能够通过已知的阀门参数和流动参数，准确、快速地获得相应的阀门开度-流阻系数函数，从而得到确定流阻系数下的准确的阀门开度值，为船舶生产建造提供更精准、便捷的数据支持，降低现场调试人员的工作难度，节约生产时间。

技术特征：

1.一种阀门开度-流阻系数函数数据库的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的阀门开度-流阻系数函数数据库的构建方法，其特征在于，步骤s2中，按照阀门用途不同，所述第一类阀门被分为截止阀和止回阀，所述第二类阀门为蝶阀。

3.根据权利要求2所述的阀门开度-流阻系数函数数据库的构建方法，其特征在于，步骤s2中，按照阀门内部结构不同，所述截止阀分为直通型阀门和直角型阀门，所述止回阀分为直通型阀门和直角型阀门。

4.根据权利要求1所述的阀门开度-流阻系数函数数据库的构建方法，其特征在于，步骤s3中，公称通径包括dn15、dn20、dn25、dn32、dn40、dn50、dn65、dn80、dn100、dn125、dn150、dn175、dn200、dn250。

5.根据权利要求1所述的阀门开度-流阻系数函数数据库的构建方法，其特征在于，步骤s4中，用雷诺数判断流体的流动状态。

6.根据权利要求5所述的阀门开度-流阻系数函数数据库的构建方法，其特征在于，所述雷诺数根据流动参数计算得到，所述流动参数包括流体的压力降、流量、密度和粘度。

7.一种阀门开度-流阻系数函数数据库的调用方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的阀门开度-流阻系数函数数据库的调用方法，其特征在于，步骤s5中，合理的阀门开度值介于0％～100％。

技术总结
本发明提供一种阀门开度‑流阻系数函数数据库的构建和调用方法，在构建数据库的过程中，充分考虑阀门参数和流体的流动状态对阀门开度‑流阻系数函数的影响，结合船舶管网仿真计算与实际建造时的流量分配调试需求，使得造船过程从原理设计阶段到实际生产调试阶段都有准确的流阻数据支撑，降低错误发生概率，减少资源浪费。另外，本发明提供的基于上述数据库的调用方法，能够通过已知的阀门参数和流体的流动状态，准确、快速地获得相应的阀门开度‑流阻系数函数，从而得到确定流阻系数下的准确的阀门开度值，为船舶生产建造提供更精准、便捷的数据支持，降低现场调试人员的工作难度，节约生产时间。

技术研发人员：卞修涛,王冰,孟海涛,肖文,占勇,张譞晖
受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15